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科學家成功實現(xiàn)遠距離高損耗自由空間高精度時頻傳遞

2021-04-13 09:18:19 來源:科技日報

記者日從中國科學技術(shù)大學獲悉,該校潘建偉院士及其同事張強、彭承志、姜海峰等實現(xiàn)遠距離高損耗自由空間高精度時間頻率傳遞實驗,在大氣噪聲、鏈路損耗、傳輸延遲效應等多角度仿真高軌衛(wèi)星星地高精度時頻傳遞,驗證了基于中高軌衛(wèi)星實現(xiàn)萬秒E-18量級穩(wěn)定度的星地時頻傳遞的可行,為未來空間光頻標科學實驗和洲際光鐘頻率傳遞和比對奠定基礎(chǔ)。該成果4月6日在線發(fā)表于《光學》。

高精度的時頻傳遞和比對技術(shù),在計量科學、相對論檢驗、引力波探測、廣域量子通信、深空導航定位等方面具有重要應用價值。國際計量組織計劃2026年討論“秒”定義變更,技術(shù)路線圖的重要一環(huán)就是洲際E-18量級光頻標的時間頻率比對。超長距離高精度時頻傳遞和比對,是目前國際計量和精密測量亟須解決的難題,星地傳遞方式被認為是解決該問題的最可行方案。

潘建偉院士團隊選用雙光梳線光學采樣的時間測量技術(shù)路線,相對于多頻微波、單光子等測量方法,該路線兼具高測量分辨率和斷光續(xù)傳可靠等優(yōu)點,但實現(xiàn)方式較為復雜。他們?nèi)娣治隽诵堑劓溌窊p耗、多普勒效應、鏈路時間非對稱、大氣引入噪聲等因素,認為高軌衛(wèi)星鏈路具有更長的過境和共視時間、更低的多普勒效應,更有利于實現(xiàn)高穩(wěn)定的星地時頻比對和傳遞鏈路。

該團隊從大氣噪聲、鏈路損耗和延遲時間方面,設(shè)計了高軌星地時頻傳遞鏈路模擬實驗。他們通過低噪聲光梳放大等一系列關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),在上海市區(qū)搭建16公里水大氣自由空間高精度的雙光梳時頻傳遞鏈路,在72分貝均鏈路損耗和模擬長達1秒鏈路傳輸延遲下,成功實現(xiàn)了遠距離高損耗自由空間高精度時頻傳遞。(記者吳長鋒)

關(guān)鍵詞: 高精度時頻傳遞

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